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移动通信的基本概念范文1
【关键词】 4G 移动通信 OFDM 软件无线电 IPV6版
一、4G概念通信技术特点
目前，业界专业人士对4G概念移动通信系统的共识主要有以下几点：（1）用户可以在任何地点、任何时间以任何方式不受限地接入网络中来；（2）移动终端可以是任何类型的；（3）用户可以自由地选择业务、应用和网络；（4）可以实现非常先进的移动电子商务；（5）新的技术可以非常容易地被引入到系统和业务中来。
根据以上描述，未来的4G系统应具备以下的基本条件。（1）具有很高的数据传输速率。对于大范围高速移动用户（250km/h），数据速率为2Mbit/s；对于中速移动用户（60km/h），数据速率为20Mbbit/s；对于低速移动用户（室内或步行者），数据速率为100Mbit/s。（2）实现真正的无缝漫游。4G移动通信系统实现全球统一的标准，能使各类媒体、通信主机及网络之间进行“无缝连接”，真正实现一部手机在全球的任何地点都能进行通信。（3）高度智能化的网络。采用智能技术的4G通信系统将是一个高度自治、自适应的网络。采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行结合的正常发送与接收，有很强的智能性、适应性和灵活性。（4）良好的覆盖性能。4G通信系统应具有良好的覆盖并能提供高速可变速率传输。对于室内环境，由于要提供高速传输，小区的半径会更小。（5）基于IP的网络。4G通信系统将会采用IPv6，IPv6将能在IP网络上实现话音和多媒体业务。（6）实现不同QoS的业务。4G通信系统通过动态带宽分配和调节发射功率来提供不同质量的业务。
二、4G概念通信关键技术探讨
（1）正交频分复用（OFDM）技术。第四代移动通信系统主要是以OFDM为核心技术。OFDM技术实际上是多载波调制的一种。OFDM技术之所以越来越受关注，是因为OFDM有很多独特的优点：（a）频谱利用率高，频谱效率比串行系统高近一倍。（b）抗衰落能力强。（c）适合高速数据传输。（d）抗码间干扰（ISI）能力强。（2）智能天线技术。目前，智能天线的工作方式主要有全自适应方式和基于预多波束的波束切换方式。全自适应智能天线虽然从理论上讲可以达到最优，但相对而言各种算法均存在所需数据量、计算量大、信道模型简单、收敛速度较慢，在某些情况下甚至出现错误收敛等缺点，实际信道条件下，当干扰较多、多径严重，特别是信道快速时变时，很难对某一用户进行实际跟踪。在基于预多波束的切换波束工作方式下，全空域被一些预先计算好的波束分割覆盖，各组权值对应的波束有不同的主瓣指向，相邻波束的主瓣间通常会有一些重叠，接收时的主要任务是挑选一个作为工作模式，与自适应方式相比它显然更容易实现，是未来智能天线技术发展的方向。（3）MIMO技术。MIMO技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，它采用的是分立式多天线，能够有效的将通信链路分解成为许多并行的子信道，从而大大提高容量。信息论已经证明，当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时，MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能，从而获得巨大的容量。在功率带宽受限的无线信道中，MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。（4）软件无线电（SDR）技术。在4G系统中，若要实现“任何人在任何地点以任何形式接入网络”的理想通信方式，则至少需要保证移动终端能够适合各种类型的空中接口，能够在各类网络环境间无缝漫游，并可以在不同类型的业务之间进行转换。这就意味着在4G系统中，软件将会变得非常复杂。为此，专家们提议引入软件无线电技术，软件无线电是近几年随着微电子技术的进步而迅速发展起来的新技术，它以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支持。软件无线电概念一经提出，就受到各方的极大关注，这不仅是因为软件无线电概念新技术先进、发展潜力大，更为重要的是它潜在的市场价值也是极具吸引力的。未来4G技术需要适应不同种类的产品要求，而软件无线电技术则是适应产品多样性的基础，它不仅能减少开发风险，还更易于开发系列型产品。此外，它还减少了硅芯片的容量，从而降低了运算器件的价格，其开放的结构也会允许多方运营的介入。
移动通信的基本概念范文2
受教学条件的限制，学院的移动通信实验室内只有移动通信实验箱，个别企业赠送的大型的移动通信设备由于年限已久，无法投入教学中，再加上教师数量的限制，所以为了增加学生对移动通信的感性认识，减少教学内容的抽象性，在移动通信课程的中后期组织了学生们参观阿克苏地区三大移动运营商的机房设备，参观过程中，各公司的工程师在机房设备前对GSM系统和3G系统进行了详细的介绍，并且利用信令分析仪为学生们介绍了移动通信网络中活动用户产生的所有信令，使抽象的内容具体化了，大大地增加了学生们学习移动通信课程的兴趣。参观过程中，学生们表现出了极大的热情。每当工程师讲解到他们课堂上学的理论知识的时候，学生都会很惊喜。通过这次活动，同学们对移动通信设备、通信网络结构有了新的认识，对移动通信专业课程，也有了更足的信心。这样实地参观了设备过后，以前在书本上看过的专业知识、图片得到了具体化，对于通信过程，也有了一种融会贯通的感觉。再次回到课堂上，学生学习的积极主动性明显比参观前大了很多。
2开通信实训课程
通信实训课是在课程即将结束的时候进行的。目前第三代移动通信占据主流，所以学院开了针对3G的移动通信实训课程。在我国的存在的三大移动通信运营商中，中国移动经营着中国提出的TD-SCDMA网络；中国联通经营着美国标准的WCDMA网络，中国电信经营着欧洲标准CDMA2000网络，所以针对这三大网络，分别使用实验仿真教学软件进行实训。实验仿真教学软件的开发是基于现代通信工程教育的需求应运而生的，此软件把大型网络通信系统的所有功能移植于个人电脑上，让每个学生在自己的电脑上就可以亲身体验最真实的硬件环境，模拟操作体验主流的通讯业务。
2.1TD-SCDMA实训
TD-SCDMA实训课立足于中兴通信公司研发的TD-SCDMAVbox仿真软件，此软件为具有移动通信原理基础知识的学生提供了一个学习TD-SCDMARNS硬件和网管的工具。本软件主要包括“虚拟机房”和“虚拟后台”两部分：用户可以在“虚拟机房”中观察机房环境，机房硬件结构，RRU、RNC和BBU的主要连线，指示灯的不同状态和其状态说明。用户可以在“虚拟后台”体验网管数据配置过程，查看动态数据跟踪；然后在虚拟电话中拨打其它号码，发送短信；还可以打开信令跟踪，查看信令跟踪消息或信令故障的原因。通过本软件，用户可以了把移动通信课程学到的理论知识应用到实践中，并能了解TD-SCDMA的硬件结构和网管后台数据配置维护。
2.2CDMA2000实训
CDMA2000实训立足于中兴通信公司研发的针对CDMA2000组网的ZXC10BSSB仿真软件，学生可以在软件搭建的“虚拟机房”中观察机房设备BSCB基站控制器，BTSBI4、CBTSI2、CBTSO1系列基站的单板配置、指示灯的不同状态和说明，以及各单板之间的主要连接线等。通过全面的互动查看，客户可以对机房布置、硬件结构达到较深入的了解，籍由形象具体的场景建立起基本概念，增加学习兴趣，为进一步的学习奠定良好的理解基础。虚拟后台包括“数据配置”、“虚拟电话”和“信令跟踪”。学生通过BSCB和三类典型基站的数据配置，利用告警管理、动态数据跟踪工具，结合虚拟手机和信令跟踪工具，完成数据配置、调试、打通电话的完整实习过程。然后，客户可以通过拨打电话，发送短信来体验配置数据成功、业务实现的喜悦，并对手机的呼叫流程达到全面的理解。真实、动态的反馈可以提高客户的学习兴趣和效果。
2.3WCDMA实训课
WCDMARNS实验仿真教学软件以WCDMA新型设备ZXWR的ATM交换、全IP模式典型配置为例，学生通过软件，可以通过软件完成网管数据的配置；也可以选择“数据恢复”功能，导入一套已经配置好的样例数据库直接进入下即调试环节，便于学生灵活选择学习阶段。完成数据配置之后，客户就可以在“动态数据管理”中查看系统各项动态数据的使用情况。同时，还可以通过“告警管理”对系统出现的各种告警信号进行查看。
3结语
移动通信的基本概念范文3
一、4G通信的概念
当3G通信技术正处于酝酿之中时，4G通信技术应用在实验室已经开始研发。直到2009年，当时人们对4G通信还没有一个精确的定义，有人说4G通信的概念来自其他无线服务的技术，从无线应用协定、全球袖珍型无线服务到3G；有人说4G通信是一个超越2010年以外的研究主题，4G通信是系统中的系统，可利用各种不同的无线技术；但无论人们对4G通信如何定义，人们能够肯定的一点是4G通信可能是一个比3G通信更完美的新无线世界，它可创造出许多消费者难以想象的应用。4G最大的数据传输速率超过100Mbit/s，这个速率是移动电话数据传输速率的1万倍，也是3G移动电话速率的50倍。此外，4G的无线即时连接等某些服务费用会比3G便宜。
二、4G通信的主要特征
（1）兼容性能更平滑。要使4G通信尽快地被人们接受，不但考虑的它的功能强大外，还应该考虑到现有通信的基础，以便让更多的现有通信用户在投资最少的情况下就能很轻易地过渡到4G通信。因此，4G移动通信系统实现全球统一的标准，让所有移动通信运营商的用户享受共同的4G服务，真正实现一部手机在全球的任何地点都能进行通信。
（2）通信智能性能高、灵活性强。未来4G手机更应该算得上是一只小型电脑了，而且4G手机从外观和式样上，会有更惊人的突破，人们可以想象的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋，以方便和个性为前提。4G移动通信系统采用智能技术使其能自适应地进行资源分配，能对通信过程中不断变化的业务流大小进行相应处理而满足通信要求，采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行信号的正常发送与接收，有很强的智能性、适应性和灵活性。
（3）实现高质量通信。虽然第三代移动通信系统可以实现各种多媒体通信，但未来的4G通信能满足在覆盖范围、通信质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要，而第三代移动通信却不能达到，第四代移动通信系统提供的无线多媒体通信服务包括语音、数据、影像等大量信息透过宽频的信道传送出去，为此未来的第四代移动通信系统也称为“多媒体移动通信”。总的来说，首先必须可以容纳市场庞大的用户数、改善现有通信品质不良，以及达到高速数据传输的要求。
（4）多种业务的融合。4G移动通信系统支持包括高清晰度图像业务、虚拟现实业务视、会议电等更丰富的移动业务，使用户在任何地方都可以获得任何所需的信息服务。将个人通信、信息系统、广播和娱乐等行业结合成一个整体，更加安全、方便地向用户提供更广泛的服务与应用。
三、我国2013年4G通信的发展
目前，中国移动将4G网络高清安防应用作为重点推动业务之一，给安防产业带来惊喜，也将为我国社会公共安全事业带来巨大贡献。
（1）TD-LTE大规模建网将启动。获了解，中国移动2013年TD-LTE扩大规模实验将于近期正式启动，建设规模约为20万个TD-LTE基站，总建设规模涉及资金200亿元，业内分析中国移动集团今年的资本开支将在去年1274亿元的基础上，大幅增加49%至1902亿元。TD-LTE是国家“十二五”支柱性产业“新一代信息技术”的关键组成部分。TD-LTE的发展，将促进移动宽带的发展，并与物联网、云计算等前沿技术相结合，形成新一代信息网络，带动互联网、软件、相关电子信息的迅猛发展。
（2）引领高清视频监控发展。4G网络的搭建和完善，使已经在现代化小区、交通、运输、水利、航运、治安、消防等领域得到了广泛的应用的无线监控技术信息传输更加准确和灵敏。中国移动注重发挥自身信息通信技术的“杠杆作用”，以信息化手段助力生产管理，便利百姓生活，此前大力推进物联网应用开发，推进我国“无线城市”和“平安城市”发展，包括无线安防技术。展望未来，中国移动4G技术与安防的融合，无论你处在何等状态，都将给公众生活带来了更多便利和更多保障，为行业发展创造了更高的效率，为我国社会公共安全事业带来巨大贡献。
四、总结
总之，目前4G移动通信系统还只是一个基本概念，处于实验室研究开发阶段。但可以肯定的是，随着互联网高速发展，4G也会继续高速发展，4G将会是多功能集成的宽带移动通信系统，是满足未来市场需求的新一代的移动通信系统。
参 考 文 献
移动通信的基本概念范文4
1)地球站与空间站之间的通信;2)空间站之间的通信;通过空间站的转发或反射来进行的地球站相互间的通信(也就是通常所称的卫星通信，卫星就是一种空间站)。实际上，这二者是密切相关的，甚至可以结合为一个大系统，因为地球站与空间站之间以及空间站之间的通信，也常常需要通过通信卫星的转发或中继来进行，并与地面基础设施相联系。故笔者认为，从信息传输的角度看，前二者也是一种广义的卫星通信(美国有关部门和刊物星通信产业发展的评估中，将其宇航局(NASA)的深空通信等也纳入卫星通信的范畴内。
20世纪60年代以来，卫星通信迅速发展，在军事和民用领域得到了十分广泛的应用;70〜80年代达到了鼎盛时期。80年代末、90年代以后，由于光纤通信和地面蜂窝移动通信的崛起，传统的国际、国内长途通信和陆地移动通信业务已不再属于卫星通信的主要领地。在接下来的相互竞争、互为补充的发展中，卫星通信扬长避短，重新找到了自己的位置。近几年来，卫星通信在美、欧、日等发达国家实现了产业化和国际化，年收入达900多亿美元，年均增长率高达13%。毫无疑问，在军事应用中，卫星通信仍然是其主要的通信手段，是其他通信手段所不能取代的;在经济、政治和文化领域中，卫星通信不仅有效地补充了其他通信手段的不足或不能(如海事、远程航空的通信等)，而且作为大众传媒(如视频和音频广播)，“最后一公里到户”的接入，防灾、救灾、处理突发事件的应急通信等，均大有作为。此外，近年来深空探测和载人航天活动的频繁活动，极大促进了卫星通信的发展，也是一大亮点。
总之，在社会需求牵引和技术发展推动的双重作用下，21世纪的卫星通信正在向一个新的水平攀升，许多新技术或发展动向自然引起人们的关注。本文拟就当前卫星通信技术的若干热点作一些概括和综述，内容涉及宽带卫星通信系统的发展现状与趋势，卫星移动通信业务的系统与技术，空间通信网的构建与技术等，供有兴趣的读者参考。
2宽带卫星通信系统的现状及发展趋势
2.1宽带卫星通信的基本概念宽带卫星通信是指利用通信卫星作为中继站在地面站之间转发高速率通信业务，是宽带业务需求与现代卫星通信技术相结合的产物，也是当前卫星通信的主要发展方向之一。
作为宽带卫星通信系统中继节点的宽带通信卫星(也称多媒体卫星)一般具有较宽的带宽、很高的EIRP(等效全向辐射功率)和G/T(品质因数)值，并且通常具备星上处理和交换能力。利用宽带通信卫星可以向USAT(极小口径终端)提供双向高速因特网接入和多媒体业务。
需要说明的是，由于卫星的带宽容量远小于光纤线路，后者的通信容量通常以吉比特每秒来计;而对于卫星通信来说，信道速率达到几十兆比特每秒以上一般就可称为宽带通信。
2.2宽带卫星通信系统的发展现状及典型应用
追溯卫星通信的发展史，其一出现就进入了宽带应用一模拟电视传送，近些年又应用于数字电视、卫星直播电视等(如美国的DirecTV、Echostar，欧洲Eutelsat的HotBird等)。但其“现代化”则是伴随着IP技术的出现而出现的，尤其是因特网的广泛使用加速了现代宽带卫星通信的发展步伐。从20世纪90年代起，全球陆续提出了许多个宽带卫星通信系统，其中既有采用对地静止轨道(GSO)卫星作为中继节点(如美国的DirectPC和Spaceway)，也有采用非对地静止轨道(NGS0)卫星作为中继节点的(如Teledesic和Skybridge)。文献[1]给出了国际上提出的比较有代表性的宽带卫星通信系统的主要特性并进行了分析。但是由于受到地面光纤通信网迅速发展以及“铱”系统等商业运作失败的影响，这些被提出的系统至今没有一个真正投入应用。
由于专门建设一个覆盖全球的宽带卫星通信系统需要很大的投资，市场风险极大，尤其是采用NGSO卫星星座的低轨道宽带卫星通信系统。因此，先发射一颗宽带GSO卫星建立一个区域性宽带卫星通信系统来解决卫星宽带接入问题是一种明智的选择。基于此，泰国的Shin卫星公司(SSA)在2005年正式发射了一颗宽带通信卫星(IPSTAR-1)来提供区域性宽带卫星通信业务。图1给出了IPSTAR-1卫星的波束覆盖图，表1给出了该卫星及系统的主要技术特性[2]。从图1和表1看到，该系统是一个区域性宽带卫星通信系统，能够解决亚太地区用户通过卫星实现宽带接入的问题，当然其商业运作能否成功还有待时间的检验。
宽带卫星通信系统的典型应用包括：娱乐(如视频点播、电视分发、交互式游戏、音乐应用、流媒体等)、因特网接入(如高速因特网接入、多媒体应用、远程教学、远程医疗等)、商业(如视频会议、企业对企业的电子商务等)、话音和数据中继(如IP话音、文件传输等)等。
有关统计分析指出，全球目前在卫星固定通信的4200多个标准转发器中，视频业务约占62%，数据业务占24%，话音业务下降到14%;而在业务收入方面，视频业务占总收入的70%以上。因此可以认为，卫星视频业务在今后一段时间内仍将是卫星通信的主要应用领域和发展方向，卫星宽带通信尚处在发展的培育期。
2.3宽带卫星通信系统需解决的主要技术问题[3~7]
卫星通信内在的大覆盖范围、以广播和组播模式工作的特性，使得它们能够提供高速因特网连接和多媒体远距离传输。但要发挥这些优势，除了人们所熟知的采用大型星载可展开式天线和多波束相控阵天线、增大卫星功率和带宽、使用更高效的星上电源系统、采用更先进的高效调制和编码技术等常规措施外，还有下列一些技术问题需要解决：
1)宽带卫星通信系统空中接口的标准化为了推广应用、降低成本，采用标准接口是发展趋势。目前美国电信工业协会(TIA)和欧洲电信标准学会(ETSI)分别对此规定了几个标准的接口，表2给出了其中3个空中接口标准主要技术特性的比较。
2)星上处理及交换技术
为满足用户对传输时延、终端小型化、误码率等方面的要求，宽带通信卫星采用星上处理和交换技术是一种比较好的解决办法。传统的通信卫星一般采用弯管式转发器，卫星只是完成变频、放大等基本功能，对信号不进行任何处理。为实现波束间交换，可采用载波处理转发器，卫星是以信号载波为单位在射频或中频上对信号进行交换，但对信息内容不进行处理。最适合宽带卫星通信业务的是全处理转发器，卫星不仅需要完成信号的解调、译码，还需要一定的信令处理和路由选择能力，能实现信息的星上交换(比如星载ATM交换机)。
3)卫星IP(IPoS)技术
由于卫星信道具有较大的并且可能是可变的分组往返时延(RTT)、大的时延带宽积、前/反向信道不对称使用、较高的信道误码率及信号衰落等。把为地面网络设计的TCP/IP直接应用于卫星通信会导致其工作效率低下，需采取一些措施予以解决，比如，在协议上进行改进或对链路进行分段，文献[7]对此给予了详细描述，并给出了许多试验结果。
4)服务质量(QoS)
保证用户得到所需要的QoS是宽带卫星通信业务成功的关键，包括以下几个方面：
时延：把分组从发送方传输到接收方所需的时间;
时延抖动：端一端传输时延的变化程度;吞吐量：2个端点之间能够维持的最大数据传输速率;
丢包率：未成功传输分组数与总传输分组数的比例;
可靠性：网络可用度的百分比，主要决定如降雨和大气这样的环境参数。
5降雨损耗
目前，宽带卫星通信系统主要采用Ka、Ku频段以获得较宽的可用带宽和较小的地面站天线口径，但这些频带的电波传播特性受降雨衰耗的影响较大。根据实验和实际应用的结果，采用上行链路功率控制(UPC)和自适应编码调制可以基本解决这个问题。比如NASA的ACTS卫星采用了RS码和卷积码级联，晴朗天气情况下，其误比特率可达到10—12,有雨衰的情况下，至少99%的时间可以达到。
3卫星移动通信系统的发展现状及关键技术
3.1卫星移动通信的基本概念
卫星移动通信是指利用通信卫星作中继站实现移动用户之间或移动用户与固定用户之间相互通信的一种通信方式。它是传统的卫星固定通信与地面移动通信交叉结合的产物。从表现形式来看，它既是一个提供移动业务的卫星通信系统，又是一个采用卫星作中继站的移动通信系统，所利用的卫星既可以是GSO卫星，也可以是NGSO卫星，如中等高度地球轨道(MEO)、低高度地球轨道(LEO)和高椭圆轨道(HEO)卫星等。
虽然世界上地面通信网络已趋于完善，但受地理条件和经济因素的限制，地面蜂窝系统不可能达到全球无缝覆盖。以我国为例，在偏远地区，地面网络的广泛覆盖仍然遥遥无期;在沿海岛屿众多的地方，建设地面网络非常困难;在发达地区的某些偏远地方同样没有地面蜂窝网的覆盖;野外勘探，飞机，远洋运输船只，远离城市的旅游探险者，以及紧急搜索、救援人员等都需要一种不受地域、天气限制的移动通信手段;西部地区疆域广阔，但多为荒漠和戈壁，人烟稀少，卫星移动通信将显示出独具的优势;尤其是发生重大毁灭性自然灾害的地区，地面网络多数会遭到破坏，而卫星移动通信可能是惟一幸存的通信手段。所以，卫星移动通信是一种大有可为的通信方式，具有广阔的应用前景。
需要指出的是，卫星移动通信系统是作为地面蜂窝系统的补充而存在的，主要用于满足低业务密度的应用环境。卫星波束如同能覆盖许多个不同类型蜂窝小区的“伞”，可用来覆盖相邻地面蜂窝网之间的缝隙、地面蜂窝网不能覆盖的区域、为暂时过载的小区提供补充通信业务等。
3.2国内外发展概况
至今我国尚无自建的民用卫星移动通信系统，国际上目前可以使用的卫星移动通信系统主要包括：
1)对地静止轨道(GS0)卫星移动通信系统
提供全球覆盖的卫星移动通信系统有国际海事卫星(Inmarsat)系统;提供区域覆盖的卫星移动通信系统有北美移动卫星(MSAT)系统、亚洲蜂窝卫星(ACeS)系统、瑟拉亚卫星(Thuraya)系统;提供国内覆盖的卫星移动通信系统有日本卫星(N-STAR)系统和澳大利亚卫星(Optus)系统等。其中波束覆盖我国的系统有Inmarsat和ACeS。
国际海事卫星(Inmarsat)系统是由国际海事组织经营的全球卫星移动通信系统。自1982年开始经营以来，全球使用该系统的国家已超过160个，用户从初期的900多个海上用户已发展到今天包括陆地和航空在内的29万多个用户。为了满足不断增长业务的需要，已开始发射第四代海事卫星。第四代卫星为1个全球波束、19个宽波束和228个点波束。提供用户终端的卫星等效全向辐射功率强度为67dBW(点波束)，其IP业务最高速率可达432kbit/s，可应用于互联网、移动多媒体、电视会议等多种业务。
2)非静止轨道(NGSO)卫星移动通信系统
移动通信的基本概念范文5
关键词4G移动通信；OFDM；MUD；IPv6
1引言
第三代移动通信系统是能够满足国际电联提出的IMT-2000PFPLMTS系统标准的新一代移动通信系统，要求具有很好的网络兼容性，能够实现全球范围内多个不同系统间的漫游，不仅要为移动用户提供话音及低速率数据业务，而且要提供广泛的多媒体业务。根据ITU的标准，世界各大电信公司联盟均己提出了自己的第三代移动通信系统方案，主要有W-CDMA、CDMA2000、TD-CDMA以及我国提出的拥有自主知识产权的TD-SCDMA。但3G也存在以下几方面的局限性：
不能支持较高的通信速率。3G虽然标称能达到2Mbit/s的速率，但平均速率只能达到384kbit/s。尽管目前3G增强型技术不断发展，但其传输速率还有差距。
不能提供动态范围多速率业务。由于3G空中接口主流的三种体制WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA所支持的核心网不具有统一的标准，难以提供具有多种QoS及性能的多速率业务。
不能真正实现不同频段的不同业务环境间的无缝漫游。由于采用不同频段的不同业务环境，需要移动终端配置有相应不同的软、硬件模块，而3G移动终端目前尚不能实现多业务环境的不同配置。由于3G系统以上的局限性，目前，很多公司已经开始着手4G概念通信系统的研究。本文主要介绍4G概念通信的技术特点以及可能采用的关键技术。
24G概念通信技术特点
目前，业界专业人士对4G概念移动通信系统的共识主要有以下几点：
a)用户可以在任何地点、任何时间以任何方式不受限地接入网络中来；
b)移动终端可以是任何类型的；
c)用户可以自由地选择业务、应用和网络；
d)可以实现非常先进的移动电子商务；
e)新的技术可以非常容易地被引入到系统和业务中来。
根据以上描述，未来的4G系统应具备以下的基本条件。
(1)具有很高的数据传输速率。对于大范围高速移动用户(250km/h)，数据速率为2Mbit/s;对于中速移动用户(60km/h)，数据速率为20Mbbit/s;对于低速移动用户(室内或步行者)，数据速率为100Mbit/s。
(2)实现真正的无缝漫游。4G移动通信系统实现全球统一的标准，能使各类媒体、通信主机及网络之间进行“无缝连接”，真正实现一部手机在全球的任何地点都能进行通信。
(3)高度智能化的网络。采用智能技术的4G通信系统将是一个高度自治、自适应的网络。采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行结合的正常发送与接收，有很强的智能性、适应性和灵活性。
(4)良好的覆盖性能。4G通信系统应具有良好的覆盖并能提供高速可变速率传输。对于室内环境，由于要提供高速传输，小区的半径会更小。
(5)基于IP的网络。4G通信系统将会采用IPv6，IPv6将能在IP网络上实现话音和多媒体业务。
(6)实现不同QoS的业务。4G通信系统通过动态带宽分配和调节发射功率来提供不同质量的业务。
34G概念通信关键技术探讨
（1）正交频分复用（OFDM）技术
第四代移动通信系统主要是以OFDM为核心技术。OFDM技术实际上是多载波调制的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。
OFDM技术之所以越来越受关注，是因为OFDM有很多独特的优点：
a)频谱利用率高，频谱效率比串行系统高近一倍。OFDM
信号的相邻子载波相互重叠，其频谱利用率可以接近Nyquist
极限。
b)抗衰落能力强。OFDM把用户信息通过多个子载波传输，这样在每个子载波上的信号时间就相应地比同速率的单载波系统上的信号时间长很多倍，从而使OFDM对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力更强。
c)适合高速数据传输。OFDM自适应调制机制使不同的子载波可以按照信道情况和噪声背景的不同使用不同的调制方式。当信道条件好的时候，应采用效率高的调制方式；而当信道条件差的时候，则应采用抗干扰能力强的调制方式。再有，OFDM加载算法的采用，使得系统可以把更多的数据集中放在条件好的信道上以高速率进行传送。因此，OFDM技术非常适合高速数据传输。
d)抗码间干扰(ISI)能力强。码间干扰是数字通信系统中除噪声干扰之外最主要的干扰，它与加性的噪声干扰不同，是一种乘性干扰。造成码间干扰的原因有很多，实际上，只要传输信道的频带是有限的，就会造成一定的码间干扰。OFDM由于采用了循环前缀，故对抗码间干扰的能力很强。
（2）智能天线技术
智能天线采用了空时多址（SDMA）的技术，利用信号在传输方向上的差别，将同频率或同时隙、同码道的信号进行区分，动态改变信号的覆盖区域，将主波束对准用户方向，旁瓣或零陷对准干扰信号方向，并能够自动跟踪用户和监测环境变化，为每个用户提供优质的上行链路和下行链路信号从而达到抑制干扰、准确提取有效信号的目的。这种技术具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束等功能，被认为是未来移动通信的关键技术。
目前，智能天线的工作方式主要有全自适应方式和基于预多波束的波束切换方式。全自适应智能天线虽然从理论上讲可以达到最优，但相对而言各种算法均存在所需数据量、计算量大、信道模型简单、收敛速度较慢，在某些情况下甚至出现错误收敛等缺点，实际信道条件下，当干扰较多、多径严重，特别是信道快速时变时，很难对某一用户进行实际跟踪。在基于预多波束的切换波束工作方式下，全空域被一些预先计算好的波束分割覆盖，各组
权值对应的波束有不同的主瓣指向，相邻波束的主瓣间通常会有一些重叠，接收时的主要任务是挑选一个作为工作模式，与自适应方式相比它显然更容易实现，是未来智能天线技术发展的方向。
（3）无线链路增强技术
可以提高容量和覆盖的无线链路增强技术有：分集技术，如通过空间分集、时间分集(信道编码)、频率分集和极化分集等方法来获得最好的分集性能；多天线技术，如采用2或4天线来实现发射分集，或采用多输入多输出(MIMO)技术来实现发射和接收分集。MIMO技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，它采用的是分立式多天线，能够有效的将通信链路分解成为许多并行的子信道，从而大大提高容量。信息论已经证明，当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时，MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能，从而获得巨大的容量。在功率带宽受限的无线信道中，MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。
（4）软件无线电（SDR）技术
在4G系统中，若要实现“任何人在任何地点以任何形式接入网络”的理想通信方式，则至少需要保证移动终端能够适合各种类型的空中接口，能够在各类网络环境间无缝漫游，并可以在不同类型的业务之间进行转换。这就意味着在4G系统中，软件将会变得非常复杂。为此，专家们提议引入软件无线电技术，软件无线电是近几年随着微电子技术的进步而迅速发展起来的新技术，它以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支持。软件无线电概念一经提出，就受到各方的极大关注，这不仅是因为软件无线电概念新技术先进、发展潜力大，更为重要的是它潜在的市场价值也是极具吸引力的。软件无线电强调以开放性最简硬件为通用平台，尽可能地用可升级、可重配置的不同应用软件来实现各种无线电功能的设计新思路。其中心思想是：构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，将工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等各种功能用软件来完成，并使宽带A/D和D/A转换器尽可能靠近天线，以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。在4G众多关键技术中，软件无线电技术是通向未来4G的桥梁。由于各种技术的交迭有利于减少开发风险，所以未来4G技术需要适应不同种类的产品要求，而软件无线电技术则是适应产品多样性的基础，它不仅能减少开发风险，还更易于开发系列型产品。此外，它还减少了硅芯片的容量，从而降低了运算器件的价格，其开放的结构也会允许多方运营的介入。
（5）多用户检测技术
4G系统的终端和基站将用到多用户检测技术以提高系统的容量。多用户检测技术的基本思想是：把同时占用某个信道的所有用户或部分用户的信号都当作有用信号，而不是作为噪声处理，利用多个用户的码元、时间、信号幅度以及相位等信息联合检测单个用户的信号，即综合利用各种信息及信号处理手段，对接收信号进行处理，从而达到对多用户信号的最佳联合检测。它在传统的检测技术的基础上，充分利用造成多址干扰的所有用户的信号进行检测，从而具有良好的抗干扰和抗远近效应性能，降低了系统对功率控制精度的要求，因此可以更加有效地利用链路频谱资源，显著提高系统容量。
现有的多用户检测算法在计算复杂度与处理时延问题上存在不足，且算法中一些参数(频率、幅度、定时、相位等)估计有误时，会使得相关矩阵产生较大偏差，导致整个系统性能急剧下降。另一方面，当前的MUD算法只考虑了同小区内的干扰，而没有考虑相邻小区间的同频率用户干扰。一般的多用户检测研究都假设用户数据是独立等概率的，没有考虑信道编码的影响，现在组合信道编码和多用户检测的研究受到越来越多的重视。另外，目前的研究方向还包括多速率多用户检测和多用户检测与空时二维信号处理、多载波调制、功率控制等技术的结合。
（6）IPv6技术
4G通信系统选择了采用基于IP的全分组方式传送数据流，因此IPv6技术将成为下一代网络的核心协议。选择IPv6协议主要基于以下几点考虑：
a)巨大的地址空间。在一段可预见的时期内，它能够为所有可以想像出的网络设备提供一个全球惟一的地址。
b)自动控制。IPv6还有另一个基本特性就是它支持无状态和有状态两种地址自动配置方式。无状态地址自动配置方式是获得地址的关键。在这种方式下，需要配置地址的节点使用一种邻居发现机制来获得一个局部连接地址。一旦得到这个地址之后，它将用另一种即插即用的机制，在没有任何人工干预的情况下，获得一个全球惟一的路由地址。
c)服务质量。服务质量(QoS)包含几个方面的内容。从协议的角度看，IPv6与目前的IPv4具有相同的QoS，但是IPv6能提供不同的服务。这些优点来自于IPv6报头中新增的字段“流标志”。有了这个20位长的字段，在传输过程中，中国的各节点就可以识别和分开处理任何IP地址流。尽管对这个流标志的准确应用还没有制定出有关标准，但将来它无疑将用于基于服务级别的新计费系统。
d)移动性。移动IPv6在新功能和新服务方面可提供更大的灵活性。每个移动设备设有一个固定的家乡地址，这个地址与设备当前接入互联网的位置无关。当设备在家乡以外的地方使用时，通过一个转交地址即可提供移动节点当前的位置信息。移动设备每次改变位置都要将它的转交地址告诉给家乡地址和它所对应的通信节点。
4结束语
4G移动通信系统目前还只是一个基本概念，4G网络的定义仍然还不明确，IEEE等标准化组织仍处于制定标准和规范的过程中。但是融合现有的各种无线接入技术的4G系统将成为一个无缝连接的统一系统，实现跨系统的全球漫游及业务的可携带性，是满足未来市场需求的新一代的移动通信系统，它将帮助我们实现充满个性化的通信梦想。
参考文献
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移动通信的基本概念范文6
中国通信技术近些年发展十分迅速，尤其电子通信技术日渐发达，普遍在全国领域内使用。光通信技术也发展成熟。光通信技术作为以光波作为传输媒介的技术，具有传输频带宽、容纳信息量大、抵抗电磁干扰能力强等传播特征。因此在结构复杂。内容庞大的物联网当中得到很好的运用。物联网的概念自从提出之后，就被社会各界高度关注，在全球范围内翻起了以物联网为中心的经济与技术大潮。
1 基本概念
光通信技术，就是以光波作为传送信息媒介的通信方式。与无线电波通信技术相同，光通信技术也属于电磁波通信技术，然而光波频率比无线电波的要高，波长较短，因此传播时信息容量更大。光通信技术主要有两种方式：光纤与无线，表现出高度带动性、渗透性与创造性。在信号覆盖与传播上有着显著优点。目前中国光通信技术发展相对成熟，以廉价灵活的传输特点，被运用到诸多领域内。
物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，依照原定程序协议，将现实中任何物体与互联网连接，通过信息交换与通讯，实现智能化识别、定位、监控、管理物体的网络。物联网物体本身与网络无关，是人们生产生活中存在的千万事物，在安装上传感器之后，与目前网络数据信息库链接，让人们直接去认识、管理这些事物。物联网的概念随着社会经济与科技发展，是不断演变，与概念刚提出时有了很大改进，涵盖范畴日益丰富。物联网核心能力是运输可靠、感知全面以及处理职能化这三个方面。它可以将识别的物件信息，通过场景感知，将信息聚合一起进行无缝连接处理。
尚前，光通信技术在物联网结构中发挥着巨大功能。两者互相结合，在工业、环境、军事、医疗、保健等人们各种日常生活与商务生产领域体现出优越的实用价值，造福人类生活。物联网中光通信技术主要有：光纤传感、射频识别、WiFi等近距离无线光通信技术、还有GPRS、3G、4G 移动通信技术等长距离无线通信技术。科研工作者们已经开始着手将光通信技术引入互联网终端，实现远距离的互联网检测控制、维护管理与正常运营。
2 物联网的基本结构
物质结构决定其用途，物联网也如此。物联网的分层结构模型，决定其工作环节依照顺序进行，逐步实现每一项技术功能。现在，物联网科研者普遍将物联网结构分为三个层面：感知层、网络层、应用层，每个层面的主要内容，见表1。
①感知层，物联网最低层次组织，是物联网技术的基础层次，负责获取物体信息感知与获取。我们常见的硬件设施有摄像头、传感器网络、二维码标签和识读器、视频检测标识等。
②网络层位于物联网技术的中间层次，连接感知层与应用层，完成数据信息的长距离运输与管理任务，直接地讲就是信息传播的桥梁，将感知层获取采集的数据信息，传送到终端应用层。其实现方式就是我们常见的各种通信网络，如GPRS、3G、4G 移动通信网络，蜂窝无线通信网络、有线通信等方式。
③应用层，是物联网最上层，主要对数据进行运用，或者进行智能处理，将具体数据信息应用在行业当中。其表达方式就是终端显示器与数据库等，能够直接表现数据信息的平台。
物联网的基本结构决定了其对数据信息的感知、传输以及智能处理的功能。正是物联网职能、便捷的功能，决定其广泛的应用前景。
3 光通信技术在物联网中的应用现状
3.1 物联网感知层的应用
光通信技术在物联网感知层上的应用，主要形式是光纤传感技术。在光导纤维与光纤通信技术的迅猛发展形势下，光纤传感技术也同步发展起来。它是以光为载体，光纤为煤质传输信息的崭新传感技术，属于光子技术领域。光纤传感技术基本工作原理，是光波在光纤中传播时，光波主要性质会随着外界环境变化而产生物理改变。将光纤传感技术与光纤通信技术结合一起，是构建网络化与矩阵化传感体系的发展方向。光纤宽带性的特点，可以将多种传感器集中使用在单个光纤中，对多个目标进行测量，因此在物联网感知层上可以表现明显优势。
光通信技术为互联网感知层信息采集提供更好的质量保证，连接起物理世界转向信息世界的关键环节。无线光通信技术，是光与无线通信技术的结合物，利用频率高波长短特征，其通信宽带是WiFi的104 倍，4G 移动通信的100倍。
光通信技术在在RFID系统中的运用。光传感与通信技术在RFID系统上，实现电子标签与读写器两者近距离无线通信，准确识别物体上的电子标签，读取其中的数据信息。目前，光传感技术主要读取无源电子标签，改变了传统无线信号射频短的不足，提高了RFID系统的感应能力。RFID读写器对于光通信技术应用，是与互联网网络层的接入当中，创建双向功能的网关设备，将其与RFID系统相互协作与融合起来，对物品信息进行实时共享。在实际应用中，利用光通信技术的RFID系统，很好延长读写器与网络层连接距离，将读写器直接变成职能终端，更方便地接入移动通信网络。另外就是，光通信技术可以感应多个电子标签，并能防止信息之间相互冲突，减少信息干扰，保证数据信息的安全。
光通信技术在无线传感网络中的运用。传统无线网络的传感器随机分布，处理单元与通信单元自行组织。这种不稳定结构只能完成近距离传感、通信，传输距离也比较短。融合光通信技术之后，可以进行长距离传输，距离可以达到100 m。
3.2 物联网网络层应用
互联网目前信息有线通信方式中，主要就是光纤通信。以光波为媒介的传送形式，光纤通信技术可以容纳更多信息量，实现快速传播不受干扰，还可以进行长距离传输。无论是传输速度距离，还是信息安全方面，都具有无可替代的优势。并且光通信技术建设便于铺设，可以进行现20 THz 的宽带接入，十分适合物联网大数据传输需求。
GPRS在我国已成熟运营几十年，网络可靠性高，基站覆盖范围广泛，适合物联网无处不在的网络要求，GPRS数据传输速率最高值为115 kbps。采用光通信技术的3G网络技术可以提供最高2 Mbps数据传输速率，为日益增强的物联网数据业务提供了支持和保障。而4G网络技术的性能更加优越，采用正交频分复与多端口输入输出技术，数据传输率高达201 Mbps，宽带是3G的十倍。光通信技术大大提高了物联网数据传输能力，大大优化了网络层结构。移动通信的安全机制，是以人与人之间通信基础，在物联网中进行应用时，大量的数据会造成网络堵塞，信息安全性降低。光通信技术创建了多个传入传出端口，签订物与物、物与人之间的安全协议，并可以根据通信需要与物联网特征增强安全机制。
移动通信网络是以光通信技术为核心，在人与人、物与人、人与自然之间可以实现任意时间与地点的信息交换与交流。目前，中国已经形成较为成熟的移动通信网络。物联网以其作为网络层，可以更好整合社会中任意物品的信息，减少技术成本，并能保证高效的信息传输率，为开发移动物联网创造了优良的技术条件。
3.3 物联网无线终端应用
M2M设备中的光通信技术，可以满足许多数据请求，并自动包含其中的数据设备。将GPRS、3G、4G嵌入到M2M设备中，创建手机终端。这样就将手机打造成为通信、感知、信息处理的职能终端。光通信技术在将物联网终端塑造成移动通信终端上，具有十分重要的作用。他它符合移动通信网络终端的管理方式，以人与人之间通信为基础，在安全协议与多端口通信信息处理上效果良好。
在工程建设中，工作人员通过将光传感技术嵌入到设备中，可以职能处理电网、桥梁、铁路、建筑等信息，然后再与物联网进行结合，将多种施工设备、机器与基础设施等物理系统进行合理整合。让施工的大小细节，在物联网中得到科学规划与配置，节约建设成本，管理生产生活。物联网变现出的职能化特征，与数据信通过光通信技术在云计算平台中自行处理是分不开的。
